一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法，所述铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.9%～1.2%，Si 0.8%～1.0%，Cu 0.35%～0.45%，Mn 0.05%～0.15%，Y 0.01%～0.03%，Ti 0.04%～0.06%，Sr 0.005%～0.01%，Fe≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质。其制备方法包括熔炼配制铝合金液、炉内喷吹精炼、在线细化变质处理、在线除气过滤、半连续铸造、铸锭均匀化、加热与挤压、在线淬火和人工时效。本发明专利技术通过提高铝合金的洁净度和组织成分均匀性、细化变质富Fe相和Si相，消除氧化膜的黑线、黑点等缺陷，使挤压铝合金获得完全再结晶的细小等轴晶粒，消除氧化膜的组织条纹和花斑等缺陷，提高氧化膜的质量和成品率。挤压铝合金强度高、塑性好和氧化着色效果优异。

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法
本专利技术涉及铝合金及其加工
，特别涉及一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法。
技术介绍
随着智能手机、平板电脑等消费类电子产品大屏化和轻薄化的发展，急需高强度的铝合金背板、中框或边框来提高机身的抗弯能力，以避免机身受压时出现弯曲、弯折等现象，同时又要求铝合金具有优异的氧化着色效果，以满足消费者对电子产品外观件的高装饰性要求。随着5G通讯时代的即将到来，由于铝合金对电磁波具有屏蔽作用，现有的铝合金中框+铝合金背板的外壳结构已不能满足智能手机5G通讯信号的传输需要，必须采用铝合金中框+玻璃或陶瓷的外壳结构。因此，为避免智能手机跌落时，由于铝合金中框的变形而挤压导致玻璃和陶瓷破裂，急需高强度的铝合金来制作智能手机中框。现有电子产品外观件用铝合金主要是以6101、6063等牌号为代表的Al-Mg-Si系中强度铝合金，虽然具有优异的挤压加工性能和氧化着色效果，但其强度普遍较低。在Al-Mg-Si系铝合金基础上增加Mg、Si元素的含量，虽然可以提高铝合金的强度，但又会导致氧化效果变差，氧化膜出现组织条纹、花斑、黑线等缺陷，氧化膜光泽度降低、质感不够细腻，无法满足消费者对电子产品外观件的高装饰性要求。可见，现有电子产品外观件用铝合金及其制备技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法，以Al-Mg-Si系铝合金为基础，通过优化设计合金的成分组成及其制备工艺参数，消除铝合金氧化膜的组织条纹、花斑、黑线等缺陷，提高氧化膜的光泽度和质感，满足电子产品外观件对高强度铝合金的需求。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种具有优异氧化效果的高强度铝合金，该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg0.9%～1.2%，Si0.8%～1.0%，Cu0.35%～0.45%，Mn0.05%～0.15%，Y0.01%～0.03%，Ti0.04%～0.06%，Sr0.005%～0.01%，Fe≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。一种具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法，包括以下步骤：S001.选用纯度为99.9%的铝锭、纯度为99.95%的镁锭以及AlSi20合金、AlCu50合金、AlMn10合金、AlY5合金、AlTi5合金和AlSr5合金为原材料；S002.将铝锭放入熔化炉中760～780℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.9%～1.2%的镁锭、4%～5%的AlSi20合金、0.7%～0.9%的AlCu50合金、0.5%～1.5%的AlMn10合金和0.2%～0.6%的AlY5合金，搅拌熔化成铝合金液；S003.用铝合金精炼剂和氩气对炉内铝合金液喷吹精炼进行除气除杂，扒渣后静置；S004.将炉内铝合金液导入流槽，将占原材料总重量为0.8%～1.2%的AlTi5合金和0.1%～0.2%的AlSr5合金加入到铝合金液中进行在线细化变质处理；S005.将铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；S006.将铝合金液半连续铸造成铝合金铸锭；S007.将铝合金铸锭均匀化处理，然后水雾强制冷却至室温；S008.将铝合金铸锭加热后进行挤压成形，然后穿水冷却至室温；S009.将挤压铝合金加热进行时效处理，随炉冷却后得到优异氧化效果的高强度铝合金。所述的具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法中，所述步骤S003中铝合金精炼剂的质量为原材料总重量的0.2%～0.5%，氩气的纯度≥99.9%，喷吹精炼时间为10～20分钟，静置时间为30～60分钟。所述的具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法中，所述S005中除气机石墨转子的旋转速度为300～400转/分钟，氩气流量为1～2立方米/小时，泡沫陶瓷过滤板的孔隙度为60～90ppi。所述的具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法中，所述S006中半连续铸造的铸造温度为700～720℃，铸造速度为90～110毫米/分钟，冷却水压力为0.3～0.5MPa。所述的具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法中，所述步骤S007中均匀化处理是将铝合金铸锭先加热至450～460℃保温1-2小时，再继续加热到540～550℃保温6-8小时。所述的具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法中，所述步骤S008中铝合金铸锭的加热为420～430℃，挤压速度为7～8米/分钟，挤压比为20～60，挤压模具温度为345～355℃。所述的具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法中，所述步骤S009中时效处理是将挤压铝合金加热至185～195℃保温10～12小时。有益效果：本专利技术提供了一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术通过优化设计铝合金主合金元素Mg、Si、Cu的成分组成，解决了铝合金的强度与氧化膜质量之间的矛盾关系，确保铝合金可以获得高强度和优异的氧化效果。（2）本专利技术通过添加Y元素对富Fe相进行细化变质，使富Fe相从粗大针状转变为细小均匀的颗粒状，消除富Fe相引起氧化膜出现黑线、黑点等缺陷，提高铝合金的氧化膜质量。（3）本专利技术以AlTi5合金替代传统的Al-Ti-B或者Al-Ti-C合金来细化铝合金铸锭的晶粒组织，避免TiB2粒子或TiC粒子留在铝合金中导致铝合金车削、抛光后表面出现砂眼、划条等缺陷，提高铝合金氧化膜的质量。（4）本专利技术通过在线添加Sr元素对过剩Si相进行细化变质处理，使过剩Si相均匀弥散分布在铝合金中，消除由于Si含量较高而导致氧化膜发灰、发暗的问题，提高氧化膜的光泽度和质感。（5）本专利技术通过优化设计铝合金铸锭的均匀化、加热和挤压工艺参数，使铝合金挤压材获得完全再结晶的细小均匀等轴晶粒组织，消除了氧化膜的组织条纹和花斑等缺陷，提高铝合金的氧化膜质量。（6）本专利技术铝合金的抗拉强度大于370MPa，屈服强度大于340MPa，断后伸长率大于13%，阳极氧化膜光泽度值大于650GS，具有强度高、塑性好、氧化膜光泽度高、色泽均匀、质感细腻的优点，满足电子产品大屏化和轻薄化发展对高强度铝合金外观件的需求。附图说明图1为本专利技术提供的所述具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种具有优异氧化效果的高强度铝合金，该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg0.9%～1.2%，Si0.8%～1.0%，Cu0.35%～0.45%，Mn0.05%～0.15%，Y0.01%～0.03%，Ti0.04%～0.06%，Sr0.005%～0.01%，Fe≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。Mg、Si、Cu是铝合金的主要合金元素，这些元素在铝合金中具有固溶强化作用，另外，Mg和Si还可形成Mg2Si强化相，Cu和Al可析出Al2Cu本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有优异氧化效果的高强度铝合金，其特征在于，该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.9%～1.2%，Si 0.8%～1.0%，Cu 0.35%～0.45%，Mn 0.05%～0.15%，Y 0.01%～0.03%，Ti 0.04%～0.06%，Sr 0.005%～0.01%，Fe≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。

【技术特征摘要】
1.一种具有优异氧化效果的高强度铝合金，其特征在于，该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg0.9%～1.2%，Si0.8%～1.0%，Cu0.35%～0.45%，Mn0.05%～0.15%，Y0.01%～0.03%，Ti0.04%～0.06%，Sr0.005%～0.01%，Fe≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。2.一种如权利要求1所述的具有优异氧化效果的高强度铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S001.选用纯度为99.9%的铝锭、纯度为99.95%的镁锭以及AlSi20合金、AlCu50合金、AlMn10合金、AlY5合金、AlTi5合金和AlSr5合金为原材料；S002.将铝锭放入熔化炉中760～780℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.9%～1.2%的镁锭、4%～5%的AlSi20合金、0.7%～0.9%的AlCu50合金、0.5%～1.5%的AlMn10合金和0.2%～0.6%的AlY5合金，搅拌熔化成铝合金液；S003.用铝合金精炼剂和氩气对炉内铝合金液喷吹精炼进行除气除杂，扒渣后静置；S004.将炉内铝合金液导入流槽，将占原材料总重量为0.8%～1.2%的AlTi5合金和0.1%～0.2%的AlSr5合金加入到铝合金液中进行在线细化变质处理；S005.将铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；S006.将铝合金液半连续铸造成铝合金铸锭；S007.将铝合金铸锭均匀化处理，然后水雾强制冷却至室温；S008.将铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧，黄志其，葛杰，王顺成，
申请(专利权)人：佛山市三水凤铝铝业有限公司，广东凤铝铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44